Ferme solaire en 2023 : définition, fonctionnement, démarches

Une ferme solaire, ou photovoltaïque, est une centrale photovoltaïque au sol construite sur un terrain nu, souvent de plusieurs hectares, dans le but de produire de l’énergie électrique ou thermique en exploitant l’énergie à l’aide de panneaux solaires. Ces panneaux, composés de cellules photovoltaïques, transforment la lumière du soleil en énergie électrique. Ils peuvent être fixés à un support avec une inclinaison constante ou associés à un tracker solaire qui suit le passage du soleil pour produire un maximum d’énergie.

Les fermes solaires sont des projets d’envergure nécessitant des investissements importants et une équipe expérimentée. Elles offrent de nombreux avantages, tels que la production d’énergie renouvelable à grande échelle, la réduction des émissions de gaz à effet de serre et la transformation de terrains non cultivables en centrales d’électricité verte. Ces installations requièrent des autorisations et des études approfondies pour garantir leur efficacité et leur intégration au réseau électrique. Les fermes solaires jouent un rôle dans la transition énergétique en fournissant une source d’énergie propre et durable.

Une ferme solaire, ou photovoltaïque, fonctionne en exploitant les rayons du soleil pour produire de l’électricité verte. Les panneaux solaires installés captent le rayonnement solaire et génèrent un courant continu. Ce courant passe ensuite par des onduleurs, qui le transforment en courant alternatif, prêt à être injecté dans le réseau électrique géré par Enedis.

Grâce à cette connexion, l’électricité produite peut être revendue et distribuée aux foyers et aux acteurs locaux. La quantité d’énergie générée dépend de facteurs tels que l’ensoleillement, l’heure, le jour et la saison. Les fermes solaires nécessitant un grand nombre de panneaux solaires et couvrent plusieurs hectares. Elles impliquent l’utilisation de transformateurs pour atteindre la puissance requise et l’injection de l’électricité sur le réseau national de distribution.

Le fonctionnement d’une ferme solaire est similaire à celui d’une installation de panneaux solaires résidentielle, mais à une échelle beaucoup plus importante, ce qui nécessite des investissements importants de la part d’entreprises spécialisées.

Les avantages des fermes solaires

Elles offrent de nombreux avantages qui contribuent à la transition énergétique et apportent des bénéfices tant sur le plan écologique qu’économique :

1. Une énergie propre et une réduction des émissions de gaz à effet de serre
Les fermes solaires utilisent l’énergie solaire photovoltaïque, une source d’énergie propre qui ne produit aucun gaz à effet de serre pendant leur exploitation, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique.

2. De faibles frais d’exploitation
Les fermes solaires nécessitent des frais d’exploitation relativement bas par rapport à d’autres formes de production d’énergie. Une fois installés, les panneaux entraînent peu de frais de fonctionnement et d’entretien.

3. Une réutilisation de terrains dégradés
Les fermes solaires peuvent être installées sur des terrains dégradés, tels que des friches industrielles, des décharges ou d’anciennes bases militaires, offrant ainsi une nouvelle utilité à ces espaces.

4. La recyclabilité des panneaux solaires
Selon l’ADEME, les panneaux solaires sont aujourd’hui recyclables à près de 95 %, ce qui réduit l’impact environnemental de ces installations et favorise une économie circulaire.

Les inconvénients des fermes solaires

Malgré les avantages énumérés précédemment, il convient également de prendre en compte les inconvénients associés aux fermes solaires :

1. Une dépendance à un approvisionnement complémentaire
L’énergie solaire étant intermittente, les fermes solaires s’appuient sur un approvisionnement complémentaire en électricité, voire sur un dispositif de stockage d’énergie.

2. Un investissement de base conséquent
Les coûts initiaux d’installation peuvent être élevés, ce qui peut constitue une barrière pour le lancement d’un projet photovoltaïque.

3. Des démarches administratives complexes et longues
Le processus de développement d’un projet implique des démarches administratives souvent longues, complexes et donc décourageantes.

Une ferme solaire doit-elle respecter une surface requise ?

La surface requise pour la construction des fermes solaires varie en fonction des projets. Elle peuvent s’étendre sur plusieurs hectares, voire des dizaines d’hectares, et sont souvent établies sur des terrains déjà artificialisés. Elles peuvent également être intégrées de manière complémentaire avec des activités agricoles ou d’élevage.

On parle parfois de ferme solaire pour désigner des installations d’une puissance supérieure à 100 kWc. Mais généralement, ce terme est réservé à des centrales de très grande envergure. Chez elmy, on estime que pour chaque mégawatt-crête (MWc) d’installation photovoltaïque, 1 hectare est requis. Ainsi, la surface nécessaire dépendra de la puissance et de la nature du projet envisagé.

Quels terrains peuvent accueillir une ferme solaire ?

1. Des terrains dégradés
Plusieurs options sont envisageables. Les fermes solaires sont généralement implantées sur des terrains déjà artificialisés, appartenant à des entreprises, des collectivités ou des particuliers. Cela peut inclure des friches industrielles, des délaissés autoroutiers ou ferroviaires, ainsi que d’anciennes décharges ou terrains vagues. Ces sites abandonnés peuvent être convertis en espaces propices à accueillir des panneaux solaires, après des opérations de dépollution. Non seulement cela permet de produire de l’électricité verte, mais c’est aussi une opportunité pour les entreprises de diversifier leurs sources de revenus tout en améliorant leur image de marque.

2. Des terrains agricoles
Il est également possible de considérer des terres agricoles ou d’élevage pour l’implantation de fermes solaires, à condition qu’ils ne soient pas utilisés pour la production alimentaire. Les terrains non exploitables, tels que ceux pollués ou en friche, sont souvent préférés pour éviter de compromettre les terres arables nécessaires à la culture des denrées alimentaires. Cependant, certaines activités agricoles, telles que l’apiculture et l’élevage d’ovins, peuvent coexister harmonieusement avec une centrale photovoltaïque, offrant ainsi une solution rentable et respectueuse de l’environnement pour l’entretien des terrains.

Quelles conditions sont requises pour installer une ferme solaire ?

1. Être propriétaire
Une telle construction requiert certaines conditions essentielles à respecter. Pour commencer, il est nécessaire d’être propriétaire du terrain en France. Cette condition garantit que vous avez la légitimité pour entreprendre le projet. De plus, obtenir l’accord de raccordement au réseau électrique, tel que celui d’EDF ou d’Engie, est une étape cruciale.

2. Les spécificités du terrain
Plusieurs éléments sont à prendre en considération. Idéalement, le terrain devrait être plat, dégagé et posséder la possibilité d’être clôturé. Cette configuration facilite la mise en place des panneaux solaires et les opérations de maintenance ultérieures. De plus, l’exposition joue un rôle crucial dans le rendement optimal de l’installation L’orientation des panneaux photovoltaïques doit permettre de maximiser la production d’électricité. Idem pour leur inclinaison.

Un autre aspect crucial est la taille du terrain. Pour le développement de centrales solaires au sol sur des terrains dégradés tels que d’anciennes carrières ou décharges, un dispositif de soutien rend le projet viable à partir de 4000 m². Quant aux terrains agricoles, ils doivent avoir une superficie de 2 hectares au minimum.

3. L’accessibilité et les autorisations
L’accessibilité du terrain est un autre point à considérer. Un accès facile par la route facilite les travaux d’installation et permet un entretien régulier. En effet, des équipes de maintenance doivent pouvoir se rendre sur le site sans difficulté.

Selon la réglementation, le document d’urbanisme ne doit pas s’opposer à la construction d’une ferme solaire. De plus, il convient de s’assurer que le lieu n’est pas soumis à des servitudes ou qu’il n’est pas situé à proximité d’un monument historique. Pour finir, les autorités locales ne doivent pas non plus s’opposer au projet.

Peut-on combiner ferme solaire et activité agricole ?

La combinaison d’un parc de panneaux solaires et d’une activité agricole suscite un intérêt croissant. Les réglementations mettent en avant la possibilité d’implanter des centrales photovoltaïques sur des terrains agricoles, tant que cela ne va pas à l’encontre de l’activité agricole existante et n’affecte pas la préservation des espaces naturels et des paysages.

1. La question de l’élevage
Une des synergies possibles entre l’énergie et l’agriculture réside dans l’utilisation des panneaux solaires pour fournir de l’ombre aux animaux élevés dans des pâturages. En étant installés en hauteur, les panneaux solaires peuvent protéger les animaux des intempéries tout en générant de l’énergie renouvelable. Certains projets vont jusqu’à associer l’entretien des parcs à l’élevage de ruminants tels que les ovins ou les bovins. Cette approche permet aux éleveurs de réduire leur charge de travail et les coûts liés à la garde du troupeau, car l’entretien des clôtures est pris en charge par le gestionnaire de la centrale.

2. La question de la production alimentaire
La préservation du foncier agricole est une préoccupation majeure en France. Ainsi, les terres arables sont de plus en plus protégées pour la production alimentaire. Cependant, le Ministère de l’Agriculture souligne que ces espaces peuvent remplir d’autres fonctions économiques, sociales et environnementales. Les projets qui répondent à des problématiques agricoles spécifiques sont autorisés. Par exemple, l’utilisation de trackers solaires ou d’ombrières mobiles permet d’optimiser la production agricole en fournissant la quantité adéquate de soleil et d’ombre aux cultures. Ces solutions n’empiètent que peu sur les zones cultivables, préservant ainsi les terres agricoles tout en offrant des avantages supplémentaires à l’agriculteur, tels qu’un revenu complémentaire.

3. L’évolution de la réglementation
Depuis 2019, la possibilité de créer des centrales photovoltaïques sur des surfaces agricoles a été étendue, suscitant à la fois un grand intérêt et des interrogations quant à leur impact sur les animaux et les prairies. Les installations peuvent désormais être envisagées sur des terres agricoles, avec même des réflexions en cours pour des installations surélevées pouvant accueillir des bovins ou des équins. Cependant, il est crucial de trouver un équilibre entre le développement des énergies renouvelables et la préservation des terres agricoles, afin de garantir que l’agriculture conserve son rôle principal dans la production alimentaire.

Une ferme solaire doit-elle forcément passer par un appel d’offres ?

1. Pour les projets d’une puissance inférieure à 500 kWc
Lorsqu’il s’agit de la construction d’une ferme solaire, la question se pose souvent de savoir si un appel d’offres est nécessaire ou non. La réponse dépend en réalité de la puissance du projet et de la réglementation. En général, la procédure n’est pas obligatoire lorsqu’il s’agit d’installations inférieures à 500 kWc. Cette mesure a été mise en place pour simplifier les démarches administratives liées au déploiement des énergies renouvelables.

2. Pour les projets d’une puissance supérieure à 500 kWc
Cependant, pour les projets de centrales solaires avec une puissance crête supérieure à 500 kWc, les appels d’offres sont généralement requis. Ce processus implique la création d’un cahier des charges standard par les pouvoirs publics, détaillant les règles et critères à respecter par les candidats. Ces critères englobent des aspects environnementaux, industriels et économiques. Les candidats doivent présenter leur projet ainsi qu’un prix d’achat de l’énergie produite. La Commission de régulation de l’énergie (CRE) passe en revue les propositions et établit une première sélection. C’est ensuite la Direction générale de l’énergie et du climat (DGEC) qui désigne les lauréats.

3. Les critères examinés par la CRE.
Il est important de souligner que la réglementation pour les fermes photovoltaïques est vaste et qu’il existe de nombreux points à respecter pour qu’un projet soit pris en compte. Parmi ces critères, on retrouve notamment la nature, la taille et l’emplacement du terrain, la puissance installée, la rentabilité, l’impact environnemental, l’empreinte carbone, ainsi que les modes de gouvernance et de financement du projet. Pour obtenir plus de détails sur la réglementation spécifique, il est recommandé de consulter les sites internet du Centre de ressources national sur le photovoltaïque (CRPV) ou de la CRE.

Un particulier peut-il installer une ferme solaire ?

Construire une ferme solaire de grande taille quand on est un particulier n’est généralement pas réalisable, car cela nécessite de vastes terrains qui ne sont pas couramment disponibles pour un usage personnel. Cependant, il existe des alternatives pour les particuliers concernés par la production d’électricité photovoltaïque. Pour l’autoconsommation totale, il est possible d’investir dans un kit photovoltaïque abordable et facile à installer, permettant de réaliser des économies sur les factures d’électricité. Si l’objectif est de vendre une partie ou la totalité de l’énergie produite, une bonne solution consiste à installer des panneaux sur son toit, sa pergola ou son auvent de voiture. Ainsi, les particuliers peuvent vendre l’électricité produite à un fournisseur et bénéficier du tarif d’achat fixe sur 20 ans.

Si des panneaux solaires sur toiture sont envisagés, il est nécessaire de prendre en compte les règles d’urbanisme, de réaliser les démarches administratives appropriées, d’obtenir le raccordement via Enedis et de signer un contrat de vente avec le fournisseur d’électricité.

Étape 1 : formalités administratives et études préliminaires

Avant de se lancer dans la construction d’une ferme solaire, il est essentiel de respecter certaines démarches administratives et de réaliser des études préliminaires pour assurer le bon déroulement du projet.

1. Respect du plan local d’urbanisme (PLU)
La première étape consiste à vérifier que la construction de la centrale photovoltaïque est conforme aux règles établies par le Plan local d’urbanisme (PLU) ou la carte communale.

2. Étude de faisabilité technique
Une étude de faisabilité technique est indispensable pour évaluer la rentabilité du projet solaire. Elle permet de déterminer si le terrain est adapté à la construction d’un parc et de mesurer le taux d’ensoleillement de la région. Cette étude peut également mettre en évidence les travaux nécessaires, tels que le terrassement, pour préparer le terrain à la construction.

3. Étude d’impact environnemental
Dans le cas de gros projets, il est obligatoire de réaliser une étude d’impact environnemental. Cette étude vise à comprendre l’éventuelle influence des panneaux solaires sur la biodiversité locale. Elle est réalisée en collaboration avec un bureau d’études environnementales, qui identifie les zones d’implantation présentant le moins de contraintes écologiques. Les autorités publiques se basent sur cette étude pour délivrer l’autorisation environnementale.

4. Enquête publique
Pour les installations de plus de 1 MWc, une enquête publique est obligatoire. Elle permet de recueillir l’avis des habitants concernant l’implantation du parc photovoltaïque. L‘enquête s’étend sur 1 mois au minimum.

Étape 2 : autorisations et permis de construire

Une fois les études préliminaires réalisées, il est nécessaire d’obtenir les autorisations et les permis de construire appropriés pour débuter la construction.

1. Autorisation d’urbanisme
Il est essentiel d’obtenir de la part de la mairie une autorisation d’urbanisme. Cette autorisation atteste que le projet respecte les règles d’urbanisme en vigueur.

2. Permis de construire ou déclaration préalable
Le type d’autorisation nécessaire varie en fonction de la puissance du projet. Pour les parcs de plus de 250 kWc, un permis de construire est requis. En dessous, une déclaration préalable de travaux est suffisante. Dans certains cas, comme les projets de plus de 3 kWc dans des sites sauvegardés ou classés, un permis de construire est toujours requis.

Étape 3 : construction et raccordement au réseau

Une fois les autorisations obtenues, la construction peut commencer, suivie du raccordement au réseau électrique.

1. Construction du parc
Aux côtés du porteur de projet, un opérateur photovoltaïque assure la construction. Cela comprend l’installation des modules photovoltaïques, l’enfouissement des câbles et le raccordement au réseau Enedis. En fonction de la taille du parc, le chantier peut durer jusqu’à plusieurs mois.

2. Raccordement au réseau
Une fois la construction terminée, il est nécessaire de contacter Enedis pour raccorder son installation au réseau électrique. Cette étape permet de signer un contrat en obligation d’achat pour vendre l’énergie produite.

En suivant ces différentes étapes, depuis les formalités administratives jusqu’à la construction et au raccordement, il est possible de concrétiser un tel projet. Ces démarches garantissent le respect des réglementations en vigueur et contribuent à la mise en place d’un projet solaire viable, respectueux de l’environnement et pouvant fournir une source d’énergie renouvelable essentielle à la transition énergétique.

Combien coûte une ferme solaire ?

La création d’une ferme solaire, qu’il s’agisse d’un parc photovoltaïque au sol ou sur toiture, nécessite un investissement conséquent. Les coûts comprennent différents éléments tels que la location du terrain, l’achat d’équipements (les panneaux eux-mêmes, les onduleurs, nu dispositif de sécurité, etc.) et les travaux d’installation.

De plus, le raccordement au réseau électrique représente un montant significatif et augmente avec la distance entre la ferme solaire et le réseau. Il est important de prendre en compte les frais d’exploitation, tels que le tarif d’acheminement d’électricité (TURPE), l’entretien du site et la maintenance des équipements.

Ces dernières années, l’évolution technologique des installations photovoltaïques ont permis de réduire les coûts de certaines composantes des centrales solaires. Selon la Commission de régulation de l’énergie (CRE), les coûts d’investissement ont diminué en moyenne de 32 % entre 2017 et 2019¹. Ils s’élèvent en moyenne à :

• 800 €/kW environ pour les fermes solaires au sol ;
• 600 €/kWc pour les installations de très grande envergure
• 1 100 €/kWc pour les toitures et ombrières.

Quel est le rendement d’une ferme solaire ?

Le rendement d’une centrale se réfère à la proportion d’énergie solaire convertie en électricité par les panneaux photovoltaïques. Il peut varier en fonction de plusieurs facteurs tels que la puissance installée, le type de module utilisé, l’orientation et l’inclinaison des panneaux, l’ensoleillement du lieu d’implantation et la présence d’ombrages.

Quelle est la rentabilité d’une ferme solaire ?

La rentabilité d’une installation est déterminée par le profit annuel généré par le projet par rapport à l’investissement initial. Il s’agit d’un indicateur crucial pour les investisseurs et les pouvoirs publics.

Selon la CRE, le taux de rentabilité interne sur 20 ans des projets varie en moyenne entre 2,14 % et 5,56 %. Si la période analysée est de 30 ans au lieu de 20, la rentabilité moyenne atteint 4,72 %. La puissance de la centrale, l’ensoleillement de la région, l’investissement initial sont quelques uns des facteurs qui jouent sur la rentabilité.

Quelles aides pour construire une ferme solaire ?

Une telle construction bénéficie de différentes aides pour encourager la transition énergétique et faciliter les investissements. Parmi ces aides, on retrouve la prime à l’autoconsommation qui permet de bénéficier d’un soutien financier au cours des 5 premières années d’exploitation de la centrale solaire. Cependant, cette prime est spécifique aux installations en toiture, telles que les hangars photovoltaïques agricoles ou les ombrières solaires de parking, et elle est disponible uniquement dans le cas de l’autoconsommation avec vente du surplus.

Une autre aide importante est la vente en obligation d’achat. Cette mesure, en vigueur depuis 2000, oblige EDF OA à acheter l’électricité produite par les producteurs d’énergie renouvelable, dont les fermes solaires, sur une durée de 20 ans. Au moment de la demande du raccordement des panneaux photovoltaïques, un prix fixe est signé, garantissant ainsi un revenu stable pour les exploitants. Cette obligation d’achat offre une sécurité financière aux investisseurs et facilite l’accès au financement pour la construction de fermes.

Ces aides sont essentielles pour rendre les projets solaires plus attractifs et rentables. Elles incitent les acteurs du secteur à investir dans les installations solaires en offrant des avantages financiers sur le long terme. Grâce à ces mesures, la création de fermes solaires est encouragée en France, contribuant ainsi à la transition énergétique.